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自动配料系统

摘要可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。

原始配料过程中工人工作繁重,出错率高,称重的重量无监测,生产数据无纪录等不能保证企业的生产工艺。文中以PC机编程,可编程逻辑控制器(PLC),现场总线技术等现代工控技术为基础,开发了以PC机为上位机, 以PLC作为下位机的自动配料系统。在整个生产过程中,一旦生产计划制定完成,计算机将按照计划对每种原料进行称重,不再需要人工来干预。在这个过程中工人只是进行取料,由计算机通过电子称发来的数据校核重量,减轻了工人的工作负担,提高了工作效率。关键词:通信,配料,PLCAbstractProgrammable controller is a digital computing operation of electronic systems, specially designed for application in industrial environment. It USES a programmable memory, used in its internal storage implementation logic operation, sequence control, timing, counting and arithmetic operation instruction, and through digital and analog input and output, control various types of machinery or production process.PLC has the function of communication network, it makes the PLC and between PLC and between PLC and upper computer, and other intelligent device can exchange information, form a unified whole, realize the centralized control.Raw ingredients in the process of workers to work hard, error rate is high, the weight of the weighing no monitoring, production data, no records cannot guarantee companies such as production process. In this paper to the PC programming, programmable logic controller (PLC), field bus technology and other modern industrial control technology as the foundation, developed with PC to PC, PLC as lower machine of automatic batching system. In the whole process, once finish production plan, the computer will be carried out in accordance with the plan of each raw material weighing, no longer require human intervention. In this process is to take material, data from all parts of the computer through the electronic said check weight, reduce the workload of workers, improve work efficiency.Key words:communication, ingredients, PLC第一章、绪论近年来,国内新建烧结机的配料方法均采用皮带配料自动称重控制,其实就是按原料的重量来配料,采用电子皮带秤对物料进行连续计量,通过调节圆盘给料机或皮带的速度来实现定量给料,重量配料易实现自动配料,配料精度较高。

随着水泥、冶金、陶瓷等工业生产对该项技术的迫切需求,具有配料精确,快速产品的皮带配料自动称重控制系统发展越来越走向成熟。

皮带配料自动称重控制系统是指运用各种自动控制技术完成多种原料的称重、配比、混合、运送等相应工艺要求的控制系统。

稳定性、准确性是系统必备的要素。

该系统在工业生产中常以单片机或者可编程控制器(PLC)来完成控制功能。

然而,以单片机实现的控制系统在安全、控制准确度、管理功能、可靠及抗干扰的性能上要稍逊色于PLC。

而PLC的性能比较稳定,它的抗干扰能力突出,可以用在环境比较恶劣的工作环境中。

为此,在工业生产中大力开发使用PLC完成控制功能的调速配料系统是非常必要的。

本设计主要以烧结机的自动称重配料系统为研究对象进行设计,完成以PLC为控制器的调速配料系统的硬件设计。

1.1综述自动配料控制系统的发展随着计算机技术和微电子技术的发展,配料控制系统的发展经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中控制等几个阶段。

在第一阶段,配料设备庞大,各设备之间互不联系,或联系甚少,由现场的操作人员决定是否要调整控制器。

一个操作人员只能监视和操作一个至两个计量秤,并且手工记录配料的相关数据,在很大程度上产品的质量取决于操作员的熟练程度。

在第二阶段,随着电子管、晶体管技术的飞速发展,逐渐出现了各种小型化的配料电动组合仪表。

但电动组合仪表也存在着两大问题:一是电噪声的问题比较严重,为克服噪声,不得不采用极为复杂的电子线路;另一个问题是由于配料系统所控对象、所处环境常常都很恶劣,电子元器件的老化严重,抗干扰的能力和可靠性不高。

单片机配料系统是在大规模集成芯片技术成熟的基础上应运而生的。

单片机配料系统较之前两种配料系统设计电路复杂程度降低,可靠性大大的提高。

而且满足了用户实用性的要求。

所以迄今为止,单片机配料系统仍然在一定程度上占据了中小型企业配料生产的主控地位。

同时随着我国经济的发展,工业生产规模的扩大,计算机技术的迅猛发展,基于STD总线或PC总线的工业控制计算机应用提上了日程,并且迅速的在中国形成热潮,主要是因为工业控制计算机可靠性高,小巧结构,组成系统功能灵活,组态方便,具有小型化、模块化、组合化、标准化的特点。

随着工业控制计算机的广泛应用,基于工控机的配料系统也出现在工业场合。

这种配料系统大多采用集中控制方式,计算机除具有工艺流程控制、工况实时显示、提供数据存储、报表打印等功能外,还要完成对各对象的直接控制和数据采集任务。

比较单片机配料系统和工控机集中式配料系统,工控机配料系统较单片机配料系统整体结构简单,人机界面更加美观,交互功能更加强大,设计和调试难度相对降低。

但是由于配料生产现场往往距控制室较远,强、弱模拟信号混杂,必须采取较完善的屏蔽抗干扰措施才能保证系统的稳定运行。

集中控制对主机及其测控电路要求较高。

应用工业控制机实现物料的自动称量与配比,不仅提高了生产效率、安全可靠、精度高、配方可调,而且,配料过程不需要人工操作,从而消除了人为因素的影响。

同时计算机能对生产过程中各种数据进行统计与分析,自动生成包括班次、操作员、日期、配方、各种物料配出量的日、月报表等,将有利于产品成本核算及质量分析等现代化管理。

并配有串、并行通信口为生产规模扩大、组成小型集散控制系统和实现远程监视与控制提供可发展空间。

近些年来,随着电工电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即采用交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术己成为发展趋势。

电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

正是在以上各阶段配料技术的基础上,自动配料控制技术才一步一步得以发展,日益趋向成熟,它是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序,配料工序质量对整个产品的质量举足轻重,最后演化成为现代工业发展不可或缺的一部分。

1.2 PLC及其在自动配料系统的应用特点对于由继电器控制装置构成的自动控制系统,每一次设计或改进都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装,十分费时,费工,费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。

因此,可编程控制器这一新的控制装置应运而生,并取代了继电器控制装置。

可编程控制器是以微处理器为核心的工业控制装置。

它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起,具有可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等特点,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普通应用,越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、人机界面等自动化器件来控制,使设备自动化程度越来越高。

现代工业生产是复杂多样的,它们对控制的要求也各不相同。

可编程控制器(PLC)在自动配料控制系统中有以下特点:(1)可靠性高,抗干扰能力强其平均无故障时间大大超过IEC规定的10万小时,同时,有些PLC还采用了冗余设计和差异设计,进一步提高了其可靠性。

(2)适应性强,应用灵活多数采用模块式的硬件结构,组合和扩展方便。

(3)编程方便,易于使用梯形图语言和顺控流程图语言使编程简单方便。

(4)控制系统设计、安装、调试方便设计人员只要有PLC就可进行控制系统设计,并可在实验室进行模拟调试。

(5)维修方便,工作量小PLC有完善的自诊断、历史资料存储及监视功能,工作人员可以方便的查出故障原因,迅速处理。

(6)功能完善除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外,配合特殊功能块,还可以实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能,既方便工厂管理又可与上位机通信,通过远程模块还可以控制远方设备由于具有以上特点,使得PLC不仅应用在配料控制系统中,在其他工业领域中也有着重要应用。

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